The model of a vacuum circuit breaker for switching on capacitor bank

• Autorzy: Budzisz Joanna

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2019.02.31

Warianty tytułu

PL

Model wyłącznika próżniowego w obwodach pojemnościowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the method of creating a model in Matlab software of a vacuum circuit breaker that is used for modelling the switching processes of capacitive circuits. In the model of the vacuum circuit breaker, the phenomena of contact bounces (which is a new solution), the phenomenon of the current interruption and also the reconstruction of the strength between the contacts were taken into account during control of the switching process. There are different methods of modelling a circuit breaker for switching circuits proposed in literature, but none of them consider the phenomenon of contact bounces. The solution presented by the author is not ideal. However, in a simple and accessible way it takes into account the aforementioned phenomenon in switching processes. The paper indicates that the used solution is important and influences the waveforms of currents and voltages in circuits during switching processes. The paper also presents voltage and current waveforms that show the method of the model operating during overvoltages and overcurrents. An analysis of emerging overvoltages and overcurrents, and their influence on switching phenomena in the circuit with switching capacitor banks, can also be found in the paper. The most important is included a new version of a model of vacuum circuit which is an answer to simulate a switch on process in capacity MV circuit. In the literature can usually be found the model when we can simulate a switch off MV inductive circuit, so presented model is new version of modelling such capacity circuits.

PL

W pracy przedstawiono metodę tworzenia modelu w oprogramowaniu Matlab wyłącznika próżniowego, który służy do modelowania procesów łączeniowych w obwodach pojemnościowych. W modelu wyłącznika próżniowego uwzględniono zjawisko odbijania styków (które jest nowym rozwiązaniem), zjawisko przerwania prądu, a także rekonstrukcję siły między stykami, podczas sterowania procesem przełączania. Istnieją różne metody modelowania wyłącznika dla układów łączeniowych zaproponowane w literaturze, ale żaden z nich nie uwzględnia zjawiska odbijania styków. Rozwiązanie przedstawione przez autora nie jest idealne. Jednak w prosty i przystępny sposób uwzględnia to zjawisko w procesach przełączania. Dokument wskazuje, że zastosowane rozwiązanie jest ważne i wpływa na przebiegi prądów i napięć w obwodach podczas procesów przełączania. W artykule przedstawiono również przebiegi napięcia i prądu, które pokazują metodę działania modelu podczas przepięć i przetężeń. W artykule przedstawiono analizę pojawiających się przepięć i przetężeń oraz ich wpływ na zjawiska łączeniowe w obwodzie z bateriami kondensatorów. Najważniejszym i nowym rozwiązaniem w modelowaniu łączników próżniowych jest uwzględnienie zjawiska odbicia styków w procesie załączania obwodu pojemnościowego.

Słowa kluczowe

EN

vacuum circuit breaker; vacuum switch; capacity circuit; Matlab model; overvoltage; overcurrent; capacitor bank

PL

wyłącznik próżniowy; obwód pojemnościowy; model Matlab; przepięcie; przetężenie; bateria kondensatora

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 95, nr 2
• Strony: 140--145
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Budzisz Joanna

• Politechnika Wrocławska, Katedra Energoelektryki, Wyb. Wsypiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] Wróblewski Z. Research and digital simulation of selected properties of vacuum circuit breakers. Publishing House of Wroclaw University of Science and Technology. Wroclaw 2005.
• [2] European Commission Information Brochure on Greenhouse Gases: https://ec.europa.eu/clima/sites/campaign/pdf/gases_pl.pdf
• [3] Budzisz J.: Overvoltages and overcurrents generated by vacuum circuit breakers in capacitive circuits. PhD dissertation. Wroclaw 2012.
• [4] Chmielak W., Pochanke Z.,: Research on post-arc currents of vacuum circuit breaker based on the phenomenon of chopping current, Electrotechnical review, vol. 86, Issue 12, pages 208211, published 2010.
• [5] Ivanchenko, D I., Novozhilov N G., Simulation of switching overvoltages in the mine electric power supply system. Petersburg, Russia, 2017.
• [6] Borghetti, C.A. Nucci, M. Paolone. Statistical Evaluation of Lightning Performances of Distribution Lines", Proc. 5th IPST, Int. Conf. on Power System Transients, Rio de Janeiro, 2001.
• [7] Navalkar P., Gajjar G., Modeling of Vacuum Circuit Breaker and its use for Studying Medium Voltage Reactor Switching. Mumbai, India, 2011.
• [8] Budzisz J .Grycan W, Lipiński M., Vacuum switch model for switching capacitive circuit.2017 Progress in Applied Electrical Engineering (PAEE), Kościelisko (Zakopane), Poland, June 2530, 2017. Danvers, MA : IEEE, cop. 2017. s. 1-6.
• [9] Yuan L., Sun L., Wu H. Simulation of Fault Arc Using Conventional Arc Models, Nanjing. Chiny 2013r.
• [10] Markowić N., Bjelić S., Zivanić J., Jaksić U. Numerical simulation and analytical model of electrical arc impedance in the transient processes. Przegląd elektrotechniczny 2013.
• [11] Nitu S., Nitu C., Mihalache C., Anghelita P., Pavelescu D., Comparison between model and experiment in studying the electric arc. Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, 2008.
• [12] Mohsen R., Ali A., Transient model of the vacuum circuit breaker-probabilistic approach, Electrical Engineering (ICEE), 2017 Iranian Conference on, 17045713
• [13] Mohamed A.E.,Tamer E. Fady W., Mousa A.Abd-Allaha, Optimal design of RC snubber circuit for mitigating transient overvoltage on VCB via hybrid FFT/Wavelet Genetic approach, Electric Power Systems Research, Volume 143, February 2017, Pages 451-461
• [14] Bogdan M.; Amalia V.; Raluca O.; Alexandru A., Study and optimization of electromagnetic field in a vacuum interrupter, Modern Power Systems (MPS), 2017 International Conference, 17028466.
• [15] Manual of MATLAB software: https://uk.mathworks.com/help/simulink/examples/simulationof-a-bouncing-ball.html
• [16] Gul A. Technological progress in SN vacuum circuit breakers from ABB Company. Laboratory tests regarding technical references for this apparatus in the case of its usage in SN switchboards. ABB Brochure, 2017

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).